半导体ZnO薄层和金属Ni构成界面时的界面能

本文利用格林函数(GF)方法计算了ZnO半导体薄层和金属Ni构成界面时的界面能△E。讨论了界面能△E随NnO和Ni之间的相互作用势γ的变化.以及△E随半导体ZnO薄层的层数N(或厚度)的变化。     

面板坝三维动力计算中面板与堆石界面模拟方法研究

用三维有限元法对某实际工程面板堆石坝进行了地震反应分析 ,提出用各向异性薄层单元模拟面板堆石坝的面板和堆石间界面接触 ,探讨了薄层单元的初始剪切模量及厚度对计算结果的影响 .计算结果表明 ,所提出的方法简便 ,且能满足工程需要 .     

ZnO[0001]表面及其氢吸附性能的第一性原理研究

采用密度泛函理框架下的第一性原理方法,计算了ZnO[0001]两种富裕表面吸附H的电子态密度和吸附能,探究了电子态密度和吸附能随表面厚度变化规律。结果表明,对于Zn富裕和O富裕的表面,随着表面层数的增加,费米能级附近的电子态密度变化很小,说明在一定范围内,增加吸附表面的厚度,对吸附性能的改善很小。Zn富裕表面吸附氢后,电子态密度主峰约向低能方向移动1eV,而强度变化不明显。而对于O富裕的表面,吸附H后,费米能级附近的电子态密度发生明显变化,导电能力增强,说明O富裕的表面对H具有较强的吸附能力。吸附能与层数之间的关系曲线表明:对于Zn富裕的表面,随着层数的增加,吸附能变化较小,分别为-0.37374eV和-0.37488eV,而O富裕的表面,吸附能变化较明显,从-0.32806eV到-0.48497eV,说明O富裕的表面,随着表面层数的增加,对H的吸附能力增强。     

缺陷对单壁碳纳米管电子结构调制的第一性原理计算

用密度泛函理论计算不同浓度点空位缺陷对扶手型和锯齿型碳纳米管电子结构的调制, 并对其键长、 缺陷形成能、 带隙及电子态密度进行分析. 结果表明： 随着缺陷浓度的增加, 邻近碳原子间化学键键长减小, 扶手型碳纳米管带隙打开, 由金属性质变为半导体性质, 锯齿型碳纳米管带隙逐渐变小; 碳原子缺失使缺陷附近未成键的悬键电子局域在Fermi能级附近形成额外的电子态而改变了碳纳米管的电子结构.     

B32-LiAl点缺陷结构的第一原理计算

采用第一原理赝势平面波方法,计算B32-LiAl金属间化合物的基本物性及其点缺陷结构的几何、能态与电子结构.通过对不同点缺陷结构形成热与形成能的计算与比较,分析和预测了B32-LiAl金属间化合物中点缺陷结构的种类与存在形式.结果表明:B32-LiAl金属间化合物的点缺陷主要是在Li子晶格上出现空位缺陷与在Al子晶格上出现反位缺陷.基于晶体总电子态密度与电荷密度分布等电子结构信息,对上述计算结果进行了初步分析.     

少层Bi_2Se_3拓扑绝缘体薄膜电子结构和光学性质理论研究

文章采用密度泛函理论方法,研究少层Bi_2Se_3拓扑绝缘体薄膜的电子结构和光学性质随薄膜厚度的变化。能带结构和态密度分析发现,当薄膜厚度从5QL(quintuple layer)逐步变化到1QL时,其费米能级附近的电子态仍然保持线性色散关系;特别是当薄膜厚度减小到2QL和1QL时,由于量子限域效应,体电子态和表面电子态的能隙都明显增大,导致体电子态和表面电子态发生分离,这种分离有利于制备基于1QL和2QL的Bi_2Se_3拓扑绝缘体薄膜的自旋电子器件。光吸收系数的计算发现,厚度为5QL、4QL、3QL的薄膜在红外区有1个吸收主峰,吸收边远超出了红外区;当厚度减小到2QL和1QL时,吸收边发生明显蓝移,红外区的吸收峰蓝移且强度明显减小,这表明3QL以上的Bi_2Se_3拓扑绝缘体薄膜更适合制备红外光探测器件。     

声子振动对硒硫化钼/碲硒化钨异质双层电子结构影响的理论研究

文章以硒硫化钼/碲硒化钨异质双层结构为研究对象,采用基于密度泛函理论(density functional theory, DFT)的第一性原理计算方法,研究界面堆叠形式对体系电子结构的影响。结果表明：4种不同堆叠构型均表现出Ⅱ型能带对齐关系,但具有不同的层间带隙;计算能量最稳定的Te-Se构型的振动结构,发现平面和垂直声子模式的振动分布均表现出高度的空间局域特性;进一步研究频率为425、339、225、204 cm^-1的声子模式对Te-Se构型电子结构的影响,表明激发垂直声子振动能引起界面距离、层内带隙及跃迁偶极矩的显著变化,而且该变化与电子态和声子振动的空间局域性密切相关。研究结果深化了声子振动对过渡金属硫族化合物异质层电子结构影响的认识,为利用声子调控光催化性能提供了理论支撑。     

Mg-Zn-Mn合金中二元相的第一性原理计算

为了研究Mg-Zn-Mn合金的结构稳定性与电子结构,运用基于密度泛函理论的第一性原理方法,采用Materials Studio软件中的Castep模块,分析了Mg-Zn-Mn合金系MgZn_2、MnZn_3和MnZn这3种金属间化合物的结合能、电子态密度、电子占据数及布局结构。结合能的计算结果表明在3种金属间化合物中MnZn具有最强的相结构稳定性。通过电子态密度、电子占据数和电子布局数计算结果分析,3种结构的离子键强弱顺序依次是MnZn、MgZn_2、MnZn_3,而MnZn_3比MgZn_2更稳定的原因是其拥有更强的共价键。     

金属铸造过程界面传热系数的测定

通过采集金属铸造过程中铸件/铸型界面上温度的变化曲线,利用有限元分析软件ANSYS模拟了金属铸造凝固过程的温度场,采用非线性估算法,求解了以铝合金为铸件材料的铸件/铸型间的界面传热系数,发现了该界面传热系数随时间的变化规律.计算结果表明:在金属铸造过程中,铸件-铸型界面传热系数随着凝固时间的增加迅速下降,随后下降变得缓慢,凝固结束后趋于稳定.铸型厚度增大对界面传热系数有很大影响,随着铸型厚度的增加,界面传热系数减小.     

ReB2电子结构性质的第一性原理计算

利用全势线性缀加平面波方法计算ReB2的体模量、价电荷态密度、电子能带结构和电子态密度.计算发现当取B’0=4时,局域密度近似（LDA）考虑自旋轨道耦合（SOC）得到的体模量为360 GPa,与实验值吻合的很好.电子能带结构表明ReB2具有特殊的金属特性,LDA＋ SOC计算结果发现几乎所有能带沿L-H-A方向发生分裂.价电荷态密度和电子态密度结果表明Re-d和B-p态之间存在强的杂化,形成Re-B共价键,这类共价键是ReB2具有高硬度的主要原因.     

杂质和粗糙界面散射影响下NIS结的隧道谱和束缚态

在正常金属/绝缘层/s波超导隧道结中,考虑绝缘层中的体杂质散射以及粗糙界面散射,运用Blon-der-Tinkham-Klapwijk(BTK)理论和Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程,计算系统的微分电导.计算表明:(1)电导峰的位置与绝缘层的厚度密切相关,当绝缘层厚度具有几个相干长度时,隧道谱中的能级谐振峰数目增多,从而在超导能隙内形成一些束缚态;(2)粗糙界面散射和绝缘层中的杂质散射均能有效地压低电导峰,由此可解释理论与实验间尚存的偏差.     

异种金属材料扩散焊界面断裂分析

本文探讨了将能量理论应用于异种金属材料扩散焊接头界面断裂韧性测试的可行性，并应用双悬臂梁试件测试了（Ａ３＋Ｃｕ，Ａ３＋ＬＹ１２）几种材料组合扩散焊接头界面的临界裂纹能量释放率。结果表明，异种金属材料扩散焊接头界面裂纹能量释放率与材料的弹性模量及板厚的组合有关，通过材料性能和几何尺寸的合理匹配，可以优化界面抗断裂性能。     

在晶格场和Aharonov-Bohm势场中的电子能级的计算

对于一个二维模型体系 ,采用WKB近似方法计算了金属层中电子在晶格场和Aharonov Bohm势场 (以下简称A B势场 )中的能级。得出的束缚态能级表达式中 ,包含了与A B势的磁通有关的量 ,表明层状模型中金属层厚度很小时 ,能级中存在量子边界和量子尺寸效应的影响     

半导体—金属—半导体双界面结构的电子态

本文用一个金属薄层夹在两个不同的半无限半导体之间的模型,在一个简立方金属和两个具有氯化铯结构的半导体的基础上发展了格林函数理论。首次得到了半导体—金属—半导体结构的格林函数。有了这些格林函数,可以使我们很容易地研究这样的系统所有的电子特性。作为应用例子,文中给出了局域界面态的计算。对两种特殊的半导体—金属—半导体双界面的研究表明,界面态可以存在,也可以不存在,取决于半导体的禁带和半导体与金属间的耦合强度。当存在界面态时,发现有两个界面态并且它们随金属薄层的原子层数的变化有一个非常相似于Ruderman-Kittel类型的振荡行为。     

H在含杂过渡金属表面化学吸附的DV—X_α方法研究

本文把量子化学中的DV—X_α方法运用于掺杂过渡金属表面化学吸附的研究。用此方法计算了H在含杂W(100)面顶位吸附的电子结构、吸附体系的分子轨道能级和电子态密度以及杂质原子Re和Ta对化学吸附的影响。     

背面氩离子轰击改善MOS系统界面特性和击穿特性

在室温下用低能量Ａｒ＾＋轰击ＭＯＳ电容器肾面，能改善ｉＯ２－Ｓｉ系统的界面特性和击穿特性。结果表明，随着轰击时间的增加，固定电荷密度、界面态密度和漏电流减少，高场击穿的比率增大，然后这些参数变化平缓并开始呈恶化趋势。轰击能量为５５０ｅＶ和束流密度为０．５ｍＡ／ｃｍ＾２时的效果比在３５０ｅＶ和０．３ｍＡ／ｃｍ＾２时的好。     

Si基底上不同厚度TiO2薄膜表面光伏特性研究

在p-型Si片基底上通过甩膜焙烧形成不同厚度的锐钛矿型TiO2薄膜,发现不同厚度薄膜的表面光伏特性差别很大,随着多次扫描光伏响应变化也不同.在TiO2膜很薄的情况下,Si与TiO2分别表现各自的光伏特性,说明上层TiO2薄膜对界面态的影响小;随着TiO2膜厚度的增加,其对界面态的影响增强,表现为界面主导的光伏响应.进一步的实验表明,上层薄膜的电荷密度大时,对界面态的影响强,光电压谱上明显表现出界面的作用;而当上层薄膜的电荷密度足够小时,对界面态的影响弱,使得组成界面的物质表现各自的光伏特征.实验同时表明表面光伏技术对表面和界面均敏感,控制适当的条件可以得到表面主导或界面主导的光伏响应特征.     

金属─半导体界面附近的空位电子态

本文用紧束缚模型发展了金属一半导体界而附近的空位理论．研究结果发现：空位对它附近区域的态密度有一定影响；空位的生成能随空位一界面间距的变化是一个振荡函数．对文中所考虑的界面，空位趋向于朝界面处吸引；当系统中同时存在两个空位时，由于介质极化，空位之间要发生间接相互作用，其间接相互作用能随空位一空位间距的改变发生振荡．     

温度对Lennard-Jones流体凝结过程影响的研究

采用平衡态分子动力学模拟方法，对由氩分子构成的气液界面系统进行了较大温度跨度条件下的模拟和研究．通过统计的方法得到了温度变化对系统的密度、气液界面厚度、气态分子碰撞流率、Lennard-Jones（L-J）势能以及L-J势能力分布的影响规律．结果表明：随着温度的升高，气液界面厚度和气态分子碰撞流率增加，密度和L-J势能分布趋于均匀化，L-J势能力分布随着势阱深度的减小而趋于0；所有物理量在接近临界温度时变化加快．模拟得到不同温度条件下的凝结系数与文献相互吻合．同时，对于凝结系数随温度的升高而减小，并在温度接近临界温度时由于气液界面的消失而失去意义这一规律，通过气液界面厚度与气态分子碰撞流率随温度的增加所产生的综合效果进行了合理的解释．